Los mamíferos producen calor mediante la combustión de sustratos orgánicos. Los compuestos orgánicos que pueden servir como combustible para la obtención de energía son las grasas, las proteínas o los glúcidos.

Los mamíferos almacenan la energía de los alimentos que consumen en forma de grasa. Por lo tanto, las grasas no son la materia combustible de elección. La función principal de las grasas es la de aislante térmico.

Las proteínas, principalmente, tienen una función estructural. Los músculos están constituidos, sobre todo, por proteínas.
Además, a diferencia de las grasas, utilizar las proteínas como combustible no es muy efectivo. El motivo de esto está en que la proteína está compuesta de nitrógeno, un elemento químico que no se utiliza porque es inorgánico. Además, eliminar el nitrógeno supone gastar energía. Los mamíferos eliminan el nitrógeno porque lo transforman en urea y la disuelven en agua formando la orina. Esto es posible mediante el aparato excretor. Por lo, que quemar proteínas produce menos calorías que los glúcidos o hidratos de carbono, y mucho menos calorías que las grasas. De ahí que una dieta muy rica en proteínas es baja en calorías, pese a que tiene algunos inconvenientes asociados a la excreción de nitrógeno.

Los glúcidos constituyen la principal fuente de combustible para producir el calor. Hay distintos tipos de glúcidos, los libres o los ramificados. La glucosa, un glúcido libre es el compuesto que se utiliza en la termogénesis (generación de calor). No obstante, se almacena en el hígado como glucógeno, que está formado por la unión de muchas glucosas.

Todos los animales producen calor en quemar los compuestos orgánicos, lo que pasa es que los mamíferos tienen un metabolismo muy alto comparándolo con el resto de los animales (a excepción de las aves) y la producción de calor es mucho más elevada. Si a esto le añadimos que los mamíferos han ideado estrategias para conservar el calor entendemos porque los mamíferos son capaces de mantener constante su temperatura.

Con la combustión de la glucosa se obtiene calor. La combustión no es más que un caso concreto de oxidación. La oxidación es una reacción química que se da entre el oxigeno y otro compuesto químico. En el caso de la combustión, el compuesto químico que se combina con el oxigeno corresponde a la glucosa.
El oxigeno es el elemento químico necesario para la producción de calor, por lo tanto, el sistema respiratorio en los mamíferos juega un papel importante en la termogénesis porque el sistema respiratorio de los mamíferos muestra una adaptación a la temperatura.

Con la combustión se obtiene calor, pero también CO2 y agua. El CO2 lo eliminan los mamíferos mediante el aparato respiratorio durante la espiración o expulsión de aire por los orificios nasales. El agua en forma de vapor también se escapa del cuerpo con la respiración.